Дата публикации: 30.09.2024
КОМПОНЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НЕФТЕШЛАМОВ
Исабаева Камиля Фаильевна
магистрант 2-го курса ЮКУ им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан
АННОТАЦИЯ
При предприятиях нефтяной отрасли, как правило, имеются объекты, загрязненные нефтешламом. Во-первых, как было сказано выше, это нефтешламовые амбары с подготовленной площадкой, имеющие четкие границы из бетона по ширине и днищу. Нефтешламовые амбары взаимодействуют только с атмосферой, выделяя вредные испарения. Во-вторых, «нефтешламовые озера», расположенные на открытых площадках, обычно вблизи НПЗ, не имеющие четких границ. В-третьих, довольно большие площади земли, загрязненные в результате попадания в почву нефтепродуктов в процессе производственных операций. Тенденция увеличения объема стоков отработанных нефтепродуктов приводит к переполнению имеющихся нефтяных амбаров нефтешламами, поражению все больших участков грунта, росту числа 128 «нефтешламовых озер» и усложнению их состава, что, в свою очередь, ведет к более трудному и затратному процессу переработки. Таким образом, приоритетной, а главное, актуальной задачей предприятий является утилизация и переработка нефтяных шламов в пределах данных объектов, как основных носителей рассматриваемого загрязнителя. При сложившейся в нынешнее время ситуации мирового истощения энергоресурсов, именно утилизация нефтепродуктов может стать одним из вариантов экономичного использования общих запасов нефти на планете. Тем более, анализ качественного и количественного состава нефтешламовых отходов показал, что в нефтешламах содержится до 80 % углеводородного сырья, являющегося ценным топливно-энергетическим ресурсом. Отсюда вытекает, что переработка такого вида отходов может быть экономически выгодной и вполне целесообразной. Уже сейчас реально из нефтешламов получают много полезных продуктов, в частности, товарную нефть, топливо для котельных установок, некоторые строительные материалы. Однако далеко не все предприятия борются с накоплением экологически небезопасных отходов, а те, что ведут активную деятельность в этой области, не полностью справляются с этой задачей.
Ключевые слова: технология, нефтешламы, анализ, экономика, отходы, экология
Введение. Нефтешламы представляют собой сложные системы, состав и свойства которых варьируются в широких пределах в зависимости от места и способа их образования. Изменение состава подобных многокомпонентных дисперсных систем во времени существенно осложняет разработку единых методов их утилизации [3]. Поэтому для разработки наиболее квалифицированного способа переработки нефтешламов было определено содержание основных его компонентов, а именно воды, нефтепродуктов дизельной фракции, минеральной части и содержание смол. Так же была определена плотность шлама для каждой пробы.
Испытание. Исследование состава нефтесодержащих отходов проводили аналогично работе [3] в лаборатории Научно-аналитического центра промышленной экологии ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет».
Каждая из отобранных проб была разделена на части, необходимые для проведения всех запланированных анализов, согласно выбранным методикам[1, 2].
Определение содержания воды в шламах проводили по стандартной методике [1] с использованием аппарата для количественного определения содержания воды в нефтяных, пищевых и других продуктах. Для определения содержания воды в дистилляционную колбу вводили навеску пробы и 100 см толуола. Количество испытуемого образца выбирали так, чтобы объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, не превышал 10 см .
После сбора установки содержимое колбы доводили до кипения. Перегонку прекращали, как только объем воды в приемнике-ловушке переставал увеличиваться.
Определение содержания фракции с температурой кипения до 360С проводили по методу [2] с использованием электрического нагревателя. Отмеряли навеску испытуемого нефтешлама в предварительно взвешенной перегонной колбе. Собирали перегонную установку. При перегонке под трубку холодильника ставили предварительно взвешенный чистый сухой цилиндр. Мерный цилиндр устанавливался на электронные технические весы с погрешностью измерения ± 0,01 г.
Колбу постепенно нагревали. Отмечали температуру, показываемую термометром в момент падения первой капли конденсата с конца трубки холодильника в мерный цилиндр, записывали как температуру начала перегонки. Для всех проб она была равна 100±5 С из-за наличия воды и первоначального отгона азеотропной смеси.
После достижения температуры 360С нагрев колбы прекращали и записывали массу жидкости в цилиндре.
Содержание минеральной части определяли путем озоления навески нефтешлама. Фарфоровый тигель взвешивали с точностью до 0,0002 грамма. В него помещали навеску пробы нефтешлама и взвешивали. После этого тигель с пробой помещали в вертикальную муфельную печь. При этом нефтепродукты начинали испаряться, и происходило горение нефтешлама. Сжигание нефтепродукта проводили до получения сухого углистого остатка. В начале сжигания подогрев регулировали так, чтобы нефтепродукт не выплескивался и не вытекал из тигля. Температуру в печи повышали до (775 ± 25С) и выдерживали при этой температуре до полного озоления остатка. После полного озоления тигель вынимали из электропечи, охлаждали в эксикаторе, после чего взвешивали.
Обобщенные результаты анализа проб нефтешламов с распределением по слоям накопителей представлены в на рисунке А.1.
Как следует из данных на рисунке А.1 содержание компонентов в различных образцах меняется в широком диапазоне. Вероятно, это обусловлено разным возрастом накопителей, а так же деятельностью по дозагрузке или извлечению из них НСО. Также хорошо видны отличия содержания компонентов в различных слоях накопителей, что может быть вызвано теме же причинами.
Сконструированная установка способна перерабатывать нефтешламы с содержанием механических примесей, не более 30 % масс, и с содержанием углеводородов не менее 40% масс. Это обусловлено тем, что большее количество механических примесей способно существенно усложнить процесс термической переработки НСО либо вывести из строя установку седиментацией на дне аппарата, а малое количество углеводородной части делает процесс переработки энергоёмким.
Заключение. На рисунках А.1 представлены процентные соотношения содержания механических примесей и углеводородов в различных слоях исследованных накопителей. Видно, что не все пробы донного слоя можно загружать в установку напрямую из-за высокого содержания механических примесей и низкого содержания углеводородов. Однако, верхний слой всех накопителей содержит малое количество мех. примесей, и полностью пригоден к переработке. Потому, для снижения содержания мех. примесей и увеличения доли углеводородов образцы донного слоя смешивались с соответствующими образцами верхнего слоя. К тому же это упрощает промышленное извлечение НСО, так как нет необходимости разделять все три слоя. Достаточно откачать средний слой, состоящий в основном из воды и содержащий не более 10 % масс, углеводородов, либо полностью отсутствующий.
Список литературы:
1. Грошева, М. А. Инновационно-инвестиционное обеспечение переработки нефтесодержащих отходов: Автореф. дисс. доктора экон. наук / М. А. Грошева. − Самара, 2006.
2. Шламы нефтяные // Нефтегаз. [Электронный ресурс]. Режим доступа : http://neftegaz.ru/ (дата обращения 15.05.2015). 134
3. Физико-химические методы исследования нефтяного шлама. [Электронный ресурс]. Режим доступа : http://knowledge.allbest.ru/chemistry/ (дата обращения 15.05.2015).
4. Утилизация нефти и мусора // ITOPF, United Kingdom. [Электронный ресурс]. Режим лоступа : www.itopf.com/ (дата обращения 15.05.2015).